廢鋼是鋼鐵工業的綠色原料，隨著取締“地條鋼”和國家對環保的嚴格要求，各大鋼鐵企業都在大力提高廢鋼比。目前，我國電爐鋼的比例還不到10%，轉爐流程仍是我國產鋼的主流程，因此有必要開發高效、清潔的轉爐流程提高廢鋼比技術。目前，轉爐流程大生產中采用的提高廢鋼比的手段主要有：廢鋼預熱（鐵水包預熱、轉爐爐前及爐后預熱等）、轉爐加入補熱劑（焦炭、焦丁、FeSi、SiC等）。但上述兩類提高廢鋼比的技術均有一定的不足：前者需要專門的加熱設備，后者往往以犧牲鋼水質量為代價。此外，國外還開發了KMS工藝，但因存在噴粉元件壽命短等不足，并沒有在大生產中廣泛應用。因此，如何在不污染鋼液的前提下提高轉爐廢鋼比，已成為亟須解決的關鍵共性難題。此外，單轉爐超40%的大廢鋼比技術也一直是冶金工作者關注的熱點課題。 轉爐二次燃燒氧槍是一種在不污染鋼液的前提下提高轉爐廢鋼比的技術。二次燃燒氧槍是在傳統煉鋼氧槍的基礎上，通過設計合理的副孔，使主孔射出氧氣射流進行脫碳反應，利用副孔射出的氧氣射流與爐內一氧化碳燃燒產生大量的熱量，使轉爐自身熱量得到較充分利用，進而提高轉爐廢鋼比。盡管國內外已對轉爐二次燃燒氧槍技術進行了大量研究，且有的已達到工業應用水平，但目前國外關于該技術在大工業生產中規模化應用的報道很少，而國內目前還未見該技術的大生產規模化應用。因此，有必要對二次燃燒氧槍技術進行深入研究并使其實現工業化應用。本文首先進行了提高廢鋼比的轉爐二次燃燒氧槍技術大生產規模化應用研究；在此基礎上，基于二次燃燒氧槍技術，研究者提出了一種廢鋼比超過40%的單轉爐大廢鋼比技術，并通過大生產試驗，驗證了其大生產應用的可行性，為其大生產規模化應用奠定了基礎。

【中國環保在線 應用方案】為貫徹《中華人民共和國環境保護法》《中華人民共和國大氣污染防治法》，推動大氣污染防治領域技術進步，滿足污染治理對先進技術的需求，生態環境部編制并發布了2018年《國家先進污染防治技術目錄(大氣污染防治領域)》(生態環境部公告2018年第76號)(簡稱《目錄》)。在生態環境部指導下，中國環境保護產業協會具體承擔《目錄》的項目篩選和編制工作。為便于各相關方使用《目錄》，中國環保產業協會配套編制了《目錄》典型應用案例，將陸續在微信平臺上發布。所有案例均來自目錄入選項目的申報材料，案例內容經業主單位和申報單位蓋章確認。技術概要工藝路線轉爐一次煙氣經濕法洗滌除塵后進入濕式電除塵器除塵，形成濕法除塵與雙電場濕式電除塵器串聯形式的復合除塵系統。濕式電除塵極板上收集的粉塵經水沖洗后送至水處理廠處理。主要技術指標出口顆粒物濃度可<20mg/m3。技術特點濕法洗滌結合濕式電除塵，大幅提高轉爐煙氣除塵效率。適用范圍鋼鐵行業轉爐一次煙氣除塵。工藝流程轉爐一次煙氣依次通過一文、重力脫水器、二文、雙電場臥式電除塵器、風機。如果煙氣中一氧化碳含量未達到20%，將通過煙囪排放到環境中，如果含量達到20%，將回收到煤氣柜中。除塵系統有三條管道，即定期沖洗系統管道、連續霧化系統管道和污水回流系統管道。在出鋼結束后，風機抽拉的煙氣為環境空氣，二文位置不再需要使用更多的濁環水，可以均出多余濁環水對極線極板進行沖洗，沖洗水通過灰斗流到下方的污水罐，然后，通過污水泵及污水管道送至污水處理廠處理。霧化水采用凈環水，24h持續噴霧，具有調理煙氣的作用。每個電場配有一臺高壓電源，高壓電源的端子采用氮氣吹掃密封。主要工藝運行和控制參數極距400mm，運行壓力損失≤300Pa，設計電負荷250kW/kVA，運行電耗40kW，氮氣消耗量200m3/h，采用加熱器加熱到100℃以上，送入瓷瓶。凈環水(霧化水)2m3/h，24h使用。濁環水(沖洗水)35m3/h，每冶煉周期使用約4min。濕式電除塵器設計參數：入口顆粒物要求不高于300mg/m3，處理后的煙氣顆粒物排放濃度低于30mg/m3。實際濕式電除塵器入口顆粒物濃度在120mg/m3～140mg/m3，高壓電源一次電壓控制在300V左右。

鋼鐵行業的生產有三個流程，即高爐轉爐流程、電爐流程、特種熔煉。高爐、轉爐流程稱為長流程，生產的鋼稱為轉爐鋼，它是以鐵礦(590, -14.50, -2.40%)石和焦炭(1872, -37.50, -1.96%)為主要原料冶煉成鐵水，再由轉爐冶煉成鋼；電爐流程稱為短流程，生產的鋼稱為電爐鋼，它以廢鋼為主要原料冶煉成鋼。1工藝技術的比較分析轉爐流程和電爐流程是鋼鐵冶金行業兩個主要流程，其在煉鋼方面的主要差別在于：1) 所用主要鋼鐵料不同。轉爐煉鋼主要以鐵水為主要原料，還有一般15%左右的廢鋼，近一年多時間，由于廢鋼價格低，噸鋼利潤較高為轉爐煉鋼用高比例的廢鋼消耗提供了條件，廢鋼消耗比例大幅提高，有的甚至高達40%，但存在轉爐內熱量不足的問題，解決轉爐內熱量問題是提高廢鋼比的關鍵；電爐煉鋼主要以廢鋼為主要原料，還有鐵水(生鐵)、直接還原鐵，脫碳粒鐵、碳化鐵及復合金屬料等廢鋼替代品。2) 主要能源不同。轉爐煉鋼主要是鐵水的物理熱和化學熱；電弧爐煉主要是電弧的物理熱，廢鋼預熱的物理熱、加鐵水帶來的部分物理熱和化學熱。3) 主要操作目標不同。轉爐煉鋼是在給定的時間內完成脫碳、脫磷及溫度控制的冶金操作，實現成份（碳、磷）及溫度的命中；電爐煉鋼是在全廢鋼的條件下，在給定的時間內完成廢鋼的升溫、熔化和過熱等，加鐵水等廢鋼替代品的情況下，也有部分脫碳的要求。另外電弧爐煉鋼可分別控制成分和溫度。4) 工藝技術進步的方向不同。轉爐煉鋼主要是通過包括提高供氧強度的高效吹煉技術、碳及溫度中率的全自動化吹煉技術、不倒爐出鋼的快速出鋼技術、采用爐外處理和鐵水預處理減輕轉爐冶金負荷等措施，實現轉爐生產高效化；通過接近平衡的冶煉工藝、高效脫磷工藝、出鋼擋渣技術，實現產品的潔凈化，通過少渣冶煉與爐渣返回、使用合金元素熔融還原(Cr、Mn)礦、干法除塵用水減量化,煤氣余熱回收等技術，實現低成本及負能煉鋼。電爐煉鋼主要是通過強化供能（包括強化供電和輔助能源），采用“環境友好型” 廢鋼預熱系統預熱廢鋼和加鐵水工藝，增加物理熱和化學熱；采用不開爐蓋及出鋼時仍能通電的連續冶煉技術，有效地減少非通電時間；50%左右或更高的大留鋼量平熔池冶煉技術，減少冶煉過程電弧輻射對耐火材料的損害；降低電極消耗。以上技術的應用，縮短冶煉周期，實現高效化生產，降低噸鋼能耗。5) 冶金質量方面的差異。鋼中的殘余元素(Cu、Ni、Mo、As、Sb、Bi、Sn)不同，電弧爐煉鋼由于廢鋼多次循環使用，造成鋼中殘余元素含量高；鋼中氮含量不同，電弧爐煉鋼由于電弧區空氣電離增氮及原料中氮含量高，造成鋼中氮含量高。

為消除對大氣環境的污染，必須進一步做好煙塵處理，積極采用干法除塵技術，節約水資源。回收能源介質的高效利用都有許多項目需要認真研發。努力將煉鋼廠建設成為無污染、零排放的綠色工廠3.2、吹煉終點動態控制技術終點控制是煉鋼操作的技術關鍵。國內鋼鐵企業多采用人工經驗控制，無法滿足潔凈鋼和高品質鋼種生產的質量要求。因此，盡快采取措施提高煉鋼終點的控制精度和命中率已成為當前國內煉鋼生產中迫切需要解決的技術問題。提高轉爐煉鋼終點控制水平的關鍵技術主要有以下兩點。1)優化復吹工藝，促進鋼渣平衡，穩定終點操作；　　2)采用計算機終點動態控制技術，實現不倒爐出鋼及提高出鋼口壽命，縮短出鋼時間，進而縮短轉爐輔助作業時間，也是提高轉爐生產效率的重要技術措施。3.3轉爐高效吹煉工藝　　近年來，國內各大鋼企陸續開展了提高轉爐生產效率，加大供氧強度，實現平穩吹煉的技術研究，并開發出一整套轉爐高效冶煉技術，使轉爐生產效率大幅提高。采用以下技術有利于進一步提高供氧強度，從而使轉爐生產效率得到提高。1)提高我國轉爐底吹攪拌強度，優化底吹攪拌工藝，保證全爐役內底吹效果，并結合該工藝進行轉爐長壽技術研究；2)大幅減少渣量，對于少渣冶煉轉爐，由于渣量減少可大幅提高供氧強度；3)優化改進氧槍結構，加快研發集束氧槍在轉爐中應用、CO2和高比例CaCO3在轉爐生產中的應用等全新工藝與裝備，提高噴槍化渣速度，減少熔池噴濺和避免產生大量FeO粉塵是大幅提高供氧強度的關鍵。1)我國小型轉爐目前還有相當大的比例，與精煉、連鑄的匹配關系還有待優化。　　

2)轉爐煉鋼原料質量有待提高。我國轉爐煉鋼用石灰的含硫量比較高，許多鋼廠達0.06%甚至更高，這不僅影響轉爐鋼的性能，而且冶煉過程中產生的二氧化硫對環境也會造成嚴重污染。3)我國轉爐煉鋼自動化控制水平，特別是動態控制水平需要進一步提升。目前，歐洲大部分鋼鐵企業轉爐煉鋼生產都實現了快速出鋼，即大部分爐次終點不倒爐、不取樣而直接出鋼。國內企業的控制水平與先進指標還有一定差距。4)我國轉爐煉鋼技術發展不平衡。無論是自動煉鋼水平、同樣爐齡復吹條件下的碳氧積水平、煤氣蒸汽回收量、對精煉工藝掌握的深度還是供氧強度與冶煉周期等主要技術經濟指標，先進與落后的鋼廠差距較大。5)我國轉爐煉鋼終點鋼水氧含量普遍偏高，這大大增加了高品質鋼冶煉的難度。高效率低成本的轉爐脫[Si]和[P]工藝還未能全面推廣。我國先進企業全新流程在原料消耗與生產效率上與國外先進企業還有一定差距。今后，我國鋼鐵企業還要進一步增強環保意識，進一步做好煉鋼節水、節能和生態環境保護等工作。

有觀點認為，由于標準比較高，不排除一些企業知難而退，如果企業的規模效益不足以覆蓋改造的投入，可能退出市場，混鐵爐傾動齒條施工專業長治這在一定程度上意味著鋼鐵行業的重新洗牌。我國煉鋼技術的巨大變革離不開技術創新。幾十年來，我國鋼鐵工業始終遵循引進、消化、再創新的科技發展方針大力開展煉鋼工藝技術創新，通過引進國外先進生產設備，消化吸收國外先進生產經驗，逐步建立起新的技術理念，混鐵爐傾動齒條施工專業長治并結合國內實際情況和各鋼廠的具體實踐進行再創新。一是濺渣護爐與長壽復吹工藝。濺渣護爐是美國發明的一項重大工藝技術，將轉爐爐齡從2000爐提高到10000爐以上。我國是全世界最早引進該項先進技術的國家，并在全國范圍內大量推廣。國內學者首先研究證明不同煉鋼產品和生產工藝所形成的濺渣層及與爐襯相結合的機理完全不同，由此提出低碳高FeO高MgO爐渣（美國發明）和專業混鐵爐傾動齒條施工高碳低FeO高堿度爐渣兩種濺渣工藝，分別適合于低碳鋼和中高碳鋼冶煉，完善并發展了濺渣護爐工藝；進一步優化大中小各類轉爐的濺渣操作，解決了爐膛變形和爐口大量粘渣的技術難題。我國自主研發了利用濺渣護爐形成透氣性蘑菇頭保護復吹轉爐底部噴嘴的工藝技術，解決了復吹轉爐底部噴嘴壽命無法與濺渣后轉爐壽命同步的世界性難題。通過這些技術創新，我國轉爐爐齡普遍超過10000爐，最高達到30000爐，底吹噴嘴壽命基本與濺渣后轉爐壽命同步，整個爐役期內終點鋼水[C]·[O]在0.0023%~0.0027%波動。